2020 년 2 월, 미국 에너지 부 아르곤 국립 연구소와 시카고 대학의 과학자들은 양자 얽힘 (양자 얽힘 (양자 얽힘)을 달성했다는 사실을 발견했습니다.이 과정에서 한 쌍의 작은 입자가 결합되어 상태가 동일 해집니다. 이것은 양자가있는 83.7km 네트워크에서 발생했습니다) 시카고 교외의 루프.
당신이 양자 역학에 익숙하지 않은 과학자가 아니라면이 모든 소란이 무엇인지 궁금 할 것입니다.
연구원들의 탐구는 향후 수십 년 동안 훨씬 더 강력한 새 인터넷 버전을 개발하는 데 중요한 단계가 될 수 있습니다. 0 또는 1로만 표현 될 수있는 현대 네트워크가 사용하는 비트 대신 미래의 양자 인터넷은 무한한 수의 값을 취할 수있는 큐 비트의 양자 정보를 사용할 것입니다. (큐비 트는 양자 컴퓨터의 정보 단위입니다.)
이것은 양자 인터넷에 많은 대역폭을 제공하여 초강력 양자 컴퓨터 및 기타 장치를 연결하고 우리가 가지고있는 인터넷으로는 불가능한 애플리케이션을 실행할 수있게합니다.
“퀀텀 인터넷은 컴퓨터, 네트워크 및 센서가 근본적으로 새로운 방식으로 정보를 교환하는 양자 생태계의 플랫폼이 될 것입니다. 여기에서 감지, 통신 및 계산이 문자 그대로 하나로 함께 작동합니다.”라고 학교의 스핀 트로닉스 및 양자 정보 교수 인 David Aushalom이 설명합니다. 시카고 대학의 Pritzker와 양자 루프 프로젝트를 주도한 Argonne의 선임 연구원의 분자 공학.
퀀텀 인터넷이란 무엇입니까?
그렇다면 우리는 왜 그를 필요로하며 그는 무엇을합니까? 우선 양자 인터넷은 오늘날 우리가 사용하는 일반 인터넷을 대체하지 않습니다. 오히려 그것은 그것에 대한 추가입니다. 그는 현재 인터넷을 방해하는 몇 가지 문제를 해결할 수 있습니다. 예를 들어, 양자 인터넷은 해커와 사이버 범죄자로부터 더 큰 보호를 제공 할 것입니다. 지금 뉴욕의 앨리스가 인터넷을 통해 캘리포니아의 밥에게 메시지를 보내면 그 메시지는 해안에서 해안까지 거의 일직선이됩니다. 그 과정에서 메시지를 전달하는 신호가 저하됩니다. 리피터는 신호를 읽고, 오류를 증폭하고 수정합니다. 그러나이 프로세스를 통해 해커는 메시지를 '크래킹'하고 가로 챌 수 있습니다.
양자 메시징에는이 문제가 없습니다. 양자 네트워크는 가벼운 광자 입자를 사용하여 사이버 공격에 영향을받지 않는 메시지를 보냅니다. Los Alamos National Laboratory의 연구원 인 Ray Newell에 따르면 수학적 복잡성을 사용하여 메시지를 암호화하는 대신 양자 물리학의 특수 규칙에 의존 할 것입니다. 양자 정보를 사용하면 '복사하거나 분할 할 수 없으며 변경하지 않고는 볼 수도 없습니다.' 실제로 Wired 로그에서 알 수 있듯이 단순히 메시지를 가로 채려고하면 메시지가 손상됩니다. 이것은 오늘날 사용 가능한 것보다 모든 것을 훨씬 더 안전하게 만들 것입니다.
“양자 인터넷의 개념을 이해하는 가장 쉬운 방법은 양자 순간 이동의 개념”이라고 배턴 루지의 루이지애나 주립 대학 연구원 인 Sumit Khatri는 말합니다. 그와 그의 동료들은 우주 기반 양자 인터넷의 가능성에 대한 기사를 썼는데,이 기술은 기술 개요 기사에 설명 된대로 위성이 얽힌 광자를 지구 표면에 지속적으로 방송 할 것입니다.
“양자 순간 이동은 공상 과학 영화에서 보는 것과 관련하여 비 과학자의 마음이 떠오르는 것과는 다릅니다.”라고 Khatri는 말합니다. '양자 순간 이동에서 의사 소통을 원하는 두 사람은 얽힌 양자 입자 쌍을 공유합니다. 그런 다음 일련의 작업을 통해 발신자는 모든 양자 정보를 수신자에게 보낼 수 있습니다 (광속보다 빠를 수는 없지만). 전 세계의 한 쌍의 사람들 사이의 공통적 인 얽힘 모음은 본질적으로 양자 인터넷을 구성합니다. 주요 연구 질문은 이러한 얽힌 쌍을 전 세계에 분포 된 사람들에게 가장 잘 배포하는 방법입니다. '
이것이 대규모로 수행 될 수있게되면 양자 인터넷은 놀라 울 정도로 빨라져 원격 시계가 오늘날 사용 가능한 최고의 원자 시계보다 약 천 배 더 정확하게 동기화 될 것이라고 코스모스 잡지에 따르면. 이것은 GPS 내비게이션을 오늘날보다 훨씬 더 정확하게 만들고 과학자들이 중력파의 맥동을 알아 차릴 수 있도록 지구의 중력장을 자세히 보여줄 것입니다. 또한 광자가 먼 가시 광선 망원경에서 지구를 가로 질러 순간 이동하여 거대한 가상 천문대로 연결할 수 있습니다.
Oak Ridge National Laboratory의 양자 정보 과학 팀 리더 인 Nicholas Peters는 “잠재적으로 다른 별 주변의 행성을 볼 수 있습니다.”라고 말합니다.
양자 인터넷 구축의 문제.
그러나 이런 일이 일어나기 전에 연구원들은 양자 인터넷을 구축하는 방법을 알아 내야합니다. 양자 역학의 이상한 특성을 감안하면 쉽지 않을 것입니다. Peters는 “클래식 세계에서는 정보를 인코딩하고 저장할 수 있으며 파괴되지 않습니다.”라고 말합니다. “양자 세계에서 정보를 코딩하면 거의 즉시 쇠퇴하기 시작합니다.”
또 다른 문제는 양자 정보에 해당하는 에너지의 양이 매우 적기 때문에 외부 세계와의 상호 작용을 막기 어렵다는 것입니다. 오늘날,“많은 경우 양자 시스템은 매우 낮은 온도에서만 작동합니다.”라고 Newell은 말합니다. “또 다른 대안은 진공 상태에서 작업하는 것입니다.”
뉴웰은 양자 인터넷 기능을 만들기 위해서는 아직 개발되지 않은 일종의 하드웨어가 필요하다고 말합니다. 따라서 양자 인터넷이 언제 출시 될지 정확히 말하기는 어렵지만, 일부 과학자들은 이것이 빠르면 2030 년에 일어날 수 있다고 제안합니다.
